1、I/O流对象和类入门,田秀霞 上海电力学院计信学院,主要内容,流和基本文件I/O 流I/O工具 字符I/O,5.1 流和基本文件I/O,I/O指的是程序的输入（Input）和输出（Output）。 输入可取自键盘，输出可发送至屏幕。 其实，输入也可取自文件，输出可发送至文件。,为什么引入文件I/O,键盘输入和屏幕输出只是和临时数据打交道，一旦程序终止，键盘输入的数据和屏幕上的数据都会消失。 文件则可以永久保存，除非硬盘损坏或病毒破坏等。,5.1.1 流,流是对象，是由一个字符（或其他类型的数据）构成的“流”。对象是一种特殊的变量，它拥有自己的一套特殊用途的函数。 输入流：如果流向程序，则称之为
2、输入流。输入流可以来源于键盘或文件。 cin是连接到键盘的一个输入流. 输出流：如果流向屏幕或文件，则称之为输出流，输出流可来源于程序。 cout是连接到屏幕的一个输出流.,如果in_stream是一个输入流，并且这个流来源于某个文件，那么下面语句什么意思？ int number; in_streamnumber;,如果out_stream是一个输出流，并且这个流发送到某个文件，那么下面语句什么意思？ int number=100; out_stream“数字为：”number;,5.1.2 文件I/O,读取文件：如果程序从一个文件获取输入，称读取文件。 写入文件：程序将输出发送给文件，称读取
3、文件。 流可以用来从一个文件中获取输入，或将输出发送给文件。 但是在使用流之前必须先声明流，而且必须将流连接到文件。 输入文件流类型名称：ifstream 输出文件流类型名称：ofstream,ifstream in_stream;,ofstream out_stream;,读或写文件第一步,如果要使用ifstream和ofstream类型，则必须引入头文件fstream，即程序中必须包括预编译指令和语句： #include using namespace std;,引入头文件fstream,读或写文件第二步,声明流变量格式： 流类型名称 流变量1，流变量2； 如：ifstream in_st
4、ream;ofstream out_stream;,声明流变量,读文件第三步,输入流变量必须连接到一个文件，称之为打开文件。 需要一个名为open的函数执行这个打开操作。 假设需要输入流in_stream连接到一个名为infile.txt的文件，那么程序必须首先执行如下语句，然后才能从该文件读取输入。 in_stream.open(“infile.txt”);,打开文件,执行该语句后，in_stream表示文件infile.txt，除非重新设置in_stream连接的文件。,读取文件第四步,使用提取运算符从文件中获取输入。 如： int num1,num2;in_streamnum1num2;
5、,读取文件,从文件infile.txt中读取两个数字，并分别放入变量num1和num2中。,读取文件第五步,程序结束从一个文件获取输入，每个文件都应该关闭，即断开文件和输入流的连接,此时要用到另一个名为close的函数。 如 in_stream.close(); 如果程序正常终止，但没有正常关闭文件，系统会自动关闭文件。,关闭文件,#include #include /文件流头文件 using namespace std; void main() ifstream indata; /定义一个输入流变量indata.open(“input_data.txt“); /将文件流变量和磁盘文件联系起来
6、，打开文件int a;double b;indata a b; /从磁盘文件分别读数据到两个变量中cout “a=“ a “, b=“ b endl; /查看结果indata.close(); /关闭文件 ,a=23,b=25.8,写文件第三步,输出流变量必须连接到一个文件，称之为打开文件。 需要一个名为open的函数执行这个打开操作。 假设需要输出流out_stream连接到一个名为outfile.txt的文件，那么程序必须首先执行如下语句，然后才能从该文件读取输入。 out_stream.open(“outfile.txt”);,打开文件,执行该语句后，out_stream表示文件outf
7、ile.txt，除非重新设置out_stream连接的文件。,写文件第四步,使用插入运算符向文件写入数据。 如： int num1=45,num2=8;out_streamnum1num2;,写入文件,向文件outfile.txt中写入两个数字。,写文件第五步,程序结束向一个文件写入数据，每个文件都应该关闭，即断开文件和输出流的连接,此时要用到另一个名为close的函数。 如 out_stream.close(); 如果程序正常终止，但没有正常关闭文件，系统会自动关闭文件。,关闭文件,#include /引入文件流头文件 using namespace std; /=测试主函数= int ma
8、in() ofstream outFile(“ofile.txt“); /声明一个文件输出流对象outFile“hello,Jack“endl; /向文件输出一个字符串outFile“Would you mind do me a favor!“endl; /向文件输出一个字符串outFile.close(); /关闭文件输出流return 0; ,输入输出文件,P148图5.1,5.1.3 类与对象入门,其实cin,cout,in_stream和out_stream都是对象，对象是一个变量，既然是变量则对应一定的变量类型，如下： ostream cout; istream cin; ifstr
9、eam in_stream; ofstream out_stream; 和对象关联的既有函数也有数据，这完全由该对象所属的类决定。 in_stream.open(“infile.txt”); out_stream.open(“outfile.txt”);,与对象关联的函数称作成员函数,不同的对象可能含有不同的成员函数，这些函数可能同名。类决定了对象拥有哪些成员函数。,成员函数,在程序中调用一个成员函数时，必须指定一个对象。 如：in_stream.open(“infile”);.称为圆点运算符，圆点之前命名的对象称作调用对象。,对象名.成员函数,5.1.4 检查文件是否成功打开,如果open函
10、数要打开的文件不存在，或其他原因打开失败，则程序可能不会报告任何错误，正常执行，但是得到的是一个非预期的结果。 最好在执行open函数之后，判断open调用是否成功，如果不成功则终止程序。 可以用成员函数fail()来测试一个操作是否失败。 fail函数的返回类型是bool，即布尔类型。 如：in_stream.fail(); /1或0out_stream.fail();/1或0,fail函数的应用,最好在每个open调用之后，立即调用fail函数。 如： in_stream.open(“infile.txt”);if(in_stream.fail() cout“输入文件打开失败！”endl;
11、exit(1);,必须在程序中包含预编译指令和语句： #include using namespace std;,完善程序5.1,P152-图5.2,5.1.5 检查文件尾,程序要从文件中读取数据，但是不一定知道文件中数据的个数，怎样才能确定是否已经读取到文件尾了呢？ 如：编写程序，计算输入文件中数据的平均值。,#include #include #include using namespace std; int main() ifstream in_stream;ofstream out_stream;in_stream.open(“data.txt“);out_stream.open(“o
12、utput.txt“);if(in_stream.fail()cout“文件不存在或目录不正确“endl;exit(1);,int sum=0,count=0; int num; double avg;while(in_streamnum) count+;sum+=num; avg=(double)sum/count; out_streamcount“个整型数据的平均值是：“avgendl;in_stream.close(); out_stream.close();return 0; ,循环从文件中读取数据，直到将文件中有效数据读取完，此时in_strteamnum的结果为NULL使得循环条件
13、为假。,5.2 流I/O工具,输出格式:程序的输出布局。 如:输出2.00 输出*30 采用流的各种格式操作。,格式化输出,5.2.1 流的格式操作,常用的流状态 showpos,showbase,uppercase,showpoint,boolalpha,left,right,dec,hex,oct,fixed,scientific 有参数的三个常用的流状态 width(int),fill(char),precision(int) 与连用的设置方式，要包含头文件iomanip setw(int),setfill(char),setprecision(int),格式化输出,1）常用的流状态,s
14、howpos 在正数（包括0）之前显示+号 showbase在十六进制整数前加0x,八进制整数前加0 uppercase 十六进制格式字母用大写字母表示（默认为小写字母） showpoint浮点输出,即使小数点后都为0也加小数点 boolalpha逻辑值1和0用true和false表示 left左对齐（填充字符填在右边） right右对齐（填充字符填在左边） dec十进制显示整数 hex十六进制显示整数 oct八进制显示整数 fixed定点数格式输出 scientific科学记数法格式输出,#include using namespace std; void main() bool b=23;
15、cout3)3)endl; coutbendl;coutfixed12345.678endl;coutscientific123456.678endl; ,12 +12 +18 12 0x12 0xff 0XFF +123 +123.000 0 0 false +12345.678000 +1.234567E+005,常用的流状态,取消流状态的操作: noshowpos,noshowbase,nouppercase,noshowpoint,noboolalpha Left与right是相对立的，设置了此就取消了彼，dec,oct,hex也是相互独立的。 fixed与scientific和一般显
16、示方式三者相互独立，不过他们的取消方式为cout捆绑函数调用的方式 cout.unsetf(ios:scientific); cout.unsetf(ios:fixed);,取消流状态,#include using namespace std; void main() bool b=23;cout3)3)endl; coutbendl;cout noboolalphabendl;/取消布尔型数的字母输出coutfixed12345.678endl;cout.unsetf(ios:fixed);/取消定点小数cout12345.678endl;coutscientific123456.678en
17、dl; ,12 +12 18 12 0x12 0xff 0XFF 18 123 123.000 123 0 0 false 0 12345.678000 12345.7 1.234567E+005,2）有参数的三个流状态,width(int) 设置显示宽度 fill(char)设置填充字符 precision(int）设置有效位数（普通显示方式）或精度（定点或科学记数法方式） 注意：这些流状态是以cout捆绑调用它们的形式设置的，不能与流出符连用。width(n)为一次性操作，即第二次显示时将不再有效，默认为width(0),表示仅显示数值。,#include using namespace
18、std; void main() cout.width(8);/只对下面一个数据有效cout.fill(*);cout 12 endl; /默认右对齐cout12endl; /默认宽度为0cout.width(8);cout.fill(*);coutleft12endl;cout.precision(8);/当小数为0时，不显示cout 2345.00 endl;cout 1234567.789124567endl;/普通显示coutfixed 1234567.78912endl;/定点显示coutscientific1234567.78912endl;/科学记数显示 ,*12 12 12*
19、2345 1234567.8 1234567.78912000 1.23456779e+006,3）与连用的设置方式,setw(int)（必须在每次使用时都设定） setfill(char) setprecision(int） 注意：必须要包含头文件iomanip 只使用setprecision不能输出小数末尾的0，例如0.2只能输出为0.2,而不是0.20。 可以使用下面语句将setw,setprecision和fixed三个结合起来。coutsetiosflags(ios:fixed); coutfixedsetprecision(2)setw(8)0.2;,#include #inclu
20、de using namespace std; void main() cout setw(8) setfill(*)12endl;cout setw(8) setfill(*)left12endl;cout setprecision(8)1234.00endl;cout1234567.789124567endl;coutsetw(10)fixed setprecision(3)12345.200endl; ,*12 12* 1234 1234567.8 12345.200*,课后练习,将上述所有设置输出格式的程序中的标准输出流cout用一个文件输出流（如：out_stream)替换，观察文件
21、中的输出格式和屏幕格式是否完全相同？,5.2.2 流作为函数实参,流可以作为函数实参。 但是函数对应的形参必须是传引用调用的。 P163图5.6,5.3 字符I/O,所有字符都作为字符数据输入和输出。 如：输出10，实际上输出的是两个字符1和0。 不管程序如何实现，计算机硬件读取的始终是字符1和0。 C+为字符数据的输入输出提供了一些低级的辅助机制，这些机制不支持自动转换。,5.3.1 get成员函数,使用格式： 输入流变量.get(char类型的一个变量)。 输入流可以是cin或文件输入流 含义： get函数允许读取输入的一个字符，并将其存储到char类型的一个变量中。 成员函数get不会忽
22、略空白字符，除非通过编写代码丢弃空白字符。,/* * getfuc.cpp * 分别将字符ABCD输入四个字符变量中 */ #include using namespace std; int main() char ch1,ch2,ch3,ch4;cin.get(ch1);cin.get(ch2);cin.get(ch3);cin.get(ch4);cout“ch1=“ch1endl;cout“ch2=“ch2endl;cout“ch3=“ch3endl;cout“ch4=“ch4endl; ,5.3.2 put成员函数,使用格式： 输出流变量.put(char类型参数)。 输出流可以是cou
23、t或文件输出流 含义： put函数将它的char类型的参数值输出到输出流。,/* * putfuc.cpp * put函数输出一个字符 */ #include #include #include using namespace std; int main() char ch1,ch2;ifstream in_stream;ofstream out_stream;in_stream.open(“infile.txt“);if(in_stream.fail()coutch1ch2;out_stream.open(“outfile.txt“);out_streamch1endl;out_stream
24、ch2endl;return 0; ,5.3.3 eof成员函数,使用格式： 输入流变量.eof() 函数返回类型是bool值，即true或false 含义： 确定什么时候读取完文件所有内容，即到文件尾。,int next,count=0,sum=0; double avg; in_streamnext; while(!in_stream.eof() count+;sum+=next;in_streamnext; avg=(double)sum/count; out_stream.open(“newavg.txt“); out_streamcount“个数据的算术平均值是：“avgendl;,小结,掌握： 流 文件输入流 文件输出流 类 对象 get、put、eof成员函数,
